机械制造工艺基础第六版第一章

第三节特种铸造及铸造新技术31第一节铸造基础

2第二节砂型铸造一、铸造及其分类铸造分类图第一节铸造基础铸造概述二、铸造的特点铸造的特点三、铸造的应用

由于铸造具有上述特点，所以被广泛应用于机械工件的毛坯制造。在各种机械和设备中，铸件质量占有很大的比例，如拖拉机及其他农业机械中，铸件质量所占比例达40%～70%；在金属切削机床、内燃机中达70%～80%，在重型机械设备中则可高达90%。但由于铸造易产生缺陷，性能不高，因此多用于制造承受应力不大的工件。四、铸造安全文明生产要求进行铸造的工作人员必须有相应的上岗证和操作证，持证上岗。操作人员必须按规定穿戴好劳动保护用品。熔炼炉炉体及其附属设施完好，控制系统灵敏可靠，升降起吊装置符合起重机械要求，炉坑干燥并设护栏或盖板，炉料符合专门要求。铸造设备完好，操纵灵敏，安全防护装置齐全可靠，除尘装置符合要求。压铸机压铸型区有防护装置并与压射程序联锁；制芯机芯盒加热棒长短适中，线头连接可靠；混砂机防护罩牢固可靠，检修门电器联锁；抛（喷）丸机密封良好，门孔电器联锁。铁水包、钢水包和灼热件起重作业影响范围内，不得设置休息室、更衣室和人行通道，不得存放危险物品，地面应保持干燥。高温烘烤作业人员应穿戴耐高温、防喷溅的防护用品；液态金属、高温材料运输设备要设置耐高温、防喷溅设施，不得在有易燃易爆物质的区域停留，离开厂区时应当发出警报信号。铸件、托板、铁箱等要整齐地码放，防止倾倒伤人。为了避免散乱、便于清扫、利于装运，需将铸件、冷铁、废砂、垃圾等装入箱内或盒中。铸件尽可能地不直接着地，而放在托板上,工具分类装入工具箱中,化学品需放入专用箱内并盖好。1．制作模样与芯盒

模样——用来形成铸型型腔的工艺装备。

芯盒——用来制造型芯的工艺装备。一、砂型铸造的工艺过程第二节砂型铸造2．制备型（芯）砂

基本原材料——铸造砂和型砂黏结剂。

型（芯）砂——用来制造铸型的材料。

常用的铸造砂——原砂、硅质砂、锆砂、铬铁矿砂、刚玉砂等。型砂和芯砂的经验检验3．造型（1）手工造型

造型——利用制备的型砂及模样等制造铸型的过程。

手工造中型（2）机器造型两箱造型三箱造型地坑造型组芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活块造型刮板造型

手工造型——全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型操作灵活、适应性广、工艺装备简单、成本低，但其铸件质量不稳定、生产率低、劳动强度大、操作技艺要求高。

铸型型由由成成对对的的上上型型和和下下型型构构成成，，操操作作简简单单。。适用用于于各各种种生生产产批批量量和和各各种种大大小小的的铸铸件件两箱箱造造型型三箱箱造造型型地坑坑造造型型组芯芯造造型型整模模造造型型挖砂砂造造型型假箱箱造造型型分模模造造型型活块块造造型型刮板板造造型型铸型型由由上上、、中中、、下下三三型型构构成成，，中中型型高高度度需需与与铸铸件件两两个个分分型型面面的的间间距距相相适适应应。。操操作作费费工工。。主要适适用于于具有有两个个分型型面的的铸件件的单单件或或小批批量生生产。。两箱造造型三箱造造型地坑造型组芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活块造型刮板造型在地基上挖挖坑，并利利用挖出的的地坑进行行造型主要用于大大型铸件两箱造型三箱造型地坑造型组芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活块造型刮板造型用若干块砂砂芯组合成成铸型，而而不需要砂砂箱。它可可提高铸件件的精度，，但成本高高。适用于批量量生产形状状复杂的铸铸件两箱造型三箱造型地坑造型组芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活块造型刮板造型模样是整体体的，铸件件分型面为为平面，铸铸型型腔全全部在半个个铸型内，，其造型简简单，铸件件不会产生生错型缺陷陷。适用于铸件件最大截面面在一端且且为平面的的铸件两箱造型三箱造型地坑造型组芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活块造型刮板造型模样是整体体的，铸件件分型面为为曲面。适用于分型型面不是平平面的单件件或小批量量生产的铸铸件。两箱造型三箱造型地坑造型组芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活块造型刮板造型在造型前预预先做一底底胎（即假假箱），然然后在底胎胎上制作下下箱，底胎胎不参与浇浇注。用于代替批批量生产中中需要挖砂砂造型的铸铸件。两箱造型三箱造型地坑造型组芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活块造型刮板造型将模样沿最最大截面处处分成两半半，型腔位位于上、下下两个砂箱箱内。造型型简单，生生产率低。。常用于最大大截面在中中部的铸件件两箱造型三箱造型地坑造型组芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活块造型刮板造型制模时，将将铸件上妨妨碍起模的的小凸台、、肋条等部部分做成活活动的（即即活块）。。主要用于带带有凸出部部分、难以以起模的铸铸件的单件件或小批量量生产。两箱造型三箱造型地坑造型组芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活块造型刮板造型采用刮板代代替实体模模样造型，，可降低模模样成本，，节约木材材，缩短短生产周期期。可用于有等等截面或回回转体的大大、中型铸铸件的单件件或小批量量生产，如如带轮、铸铸管、弯头头等。两箱造型三箱造型地坑造型组芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活块造型刮板造型（2）机器造型型机器造型——指用机器全全部完成或或至少完成成紧砂操作作的造型工工序。紧砂——提高砂箱内的型型砂和芯盒盒内的芯砂砂紧实度的的操作。常常用方法有有压实法、震震实法、抛抛砂法等。振压式造型型机紧砂和和起模a）震压式造造型机b）紧砂c）起模4．造芯造芯——制造型芯的的过程。手工造芯：：主要应用用于单件、、小批量生生产。机器造芯：：生产效率率高，砂芯芯质量好，，适用于批批量生产。。手工造芯过程芯盒造芯示示意图a）芯盒的装装配b）取芯5．合型合型——又称合箱，，是将铸型型的各个组组元，如上上型、下型型、型芯、、浇注系统统等组合成成一个完整整铸型的操操作过程。。合型前，应应对砂型和和型芯的质质量进行检检查，若有有损坏，需需要进行修修理；为检检查型腔顶顶面与型芯芯顶面之间间的距离，，需要进行行试合型（称称为验型））。浇注——把熔融金属属注入铸型型的过程，，液体金属属通过浇注注系统进入入型腔。（1）浇浇注注系系统统（2）冒冒口口（3）浇浇注注工工艺艺要要求6．熔熔炼炼和和浇浇注注（1）浇浇注注系系统统浇注注系系统统———铸型型中中引引导导液液体体金金属属进进入入型型腔腔的的通通道道。。（2）冒冒口口冒口口———铸型型内内存存储储供供补补缩缩铸铸件件用用熔熔融融金金属属的的空空腔腔。。一般设设置在在铸件件的最最高处处和最最厚处处。（3）浇注注工艺艺要求求浇注温温度（℃））——液体金金属浇浇入铸铸型时时所测测量到到的温温度。。浇注速速度（kg/s）——单位时时间内内浇入入铸型型中的的液体体金属属的质质量。。浇包——容纳、、输送送和浇浇注熔熔融金金属用用的容容器，，用钢钢板制制成外外壳，，内衬衬耐火火材料料。常用浇浇包a）握包包b）抬包包c）吊包包7．落砂砂和清清理（1）落砂砂落砂——用手工工或机机械使使铸件件和型型砂、、砂箱箱分开开的操操作。。落砂分分为手手工落落砂和和机械械落砂砂两种种。（2）清理理清理——落砂后后从铸铸件上上清除除表面面黏砂砂、型型砂、、多余余金属属（包包括浇浇冒口口、飞飞翅））和氧氧化皮皮等过过程的的总称称。8．检验验（1）铸件的的外观观质量量——铸件表表面状状况和和达到到产品品要求求的程程度。。包括括铸件件的表表面粗粗糙度度、表表面缺缺陷、、尺寸寸误差差、形形状及及位置置误差差、质质量偏偏差等等。（2）铸件的内内在质量量——一般不能用肉肉眼检查查出来的的铸件内内部状况况和达到到用户要要求的程程度。包包括铸件件的化学学成分、、力学性性能、金金相组织织，以及及存在于于铸件内内部的孔孔洞、裂裂纹、夹夹杂物等等缺陷。。（3）铸件的使用用性能——指铸件能满满足使用要要求的性能能。使用性性能有在强强力、高速速、磨耗、、腐蚀、高高热等不同同条件下的的工作性能能、切削加加工性能、、焊接性能能、运转性性能等。二、铸件件的缺陷铸件的常见缺陷一、特种铸铸造1．熔模铸造造2．金属型铸铸造3．压力铸造造4．离心铸造造5．特种铸造造的特点及及应用二、铸造新新技术和新新工艺1．消失模铸铸造2．陶瓷型铸铸造第三节特特种铸造造及铸造新新技术1．熔模铸造造熔模铸造的的工艺过程程a）拨叉铸件件b）制作蜡模c）制作型壳d）浇注2．金金属属型型铸铸造造金属属型型铸铸造造———又称称硬硬模模铸铸造造，，是是将将液液体体金金属属浇浇入入金金属属铸铸型型，，在在重重力力作作用用下下充充填填铸铸型型，，以以获获得得铸铸件件的的铸铸造造方方法法。。铸型材料常选用铸铁铁、碳素钢钢或低合金金钢。金属型铸造造示意图金金属型型铸造产品品压力力铸铸造造———简称称压压铸铸，，是是利利用用高高压压使使液液态态或或半半液液态态金金属属以以较较高高的的速速度度充充填填金金属属型型型型腔腔，，并并在在压压力力下下成成型型和和凝凝固固而而获获得得铸铸件件的的方方法法。。3．压压力力铸铸造造压铸铸机机a）立立式式压压铸铸机机b）卧式式热室室压压铸铸机机压力力铸铸造造过过程程a）合型型并并注注入入液液态态金金属属b）压射射c）开型型并并顶顶出出铸铸件件a）b）c）4．离离心心铸铸造造离心心铸铸造造———将熔熔融融金金属属浇浇入入绕绕水水平平轴轴、、立立轴轴或或倾倾斜斜轴轴旋旋转转的的铸铸型型内内，，在在离离心心力力作作用用下下凝凝固固成成型型的的铸铸造造方方法法。。离心心铸铸造造的的工工作作原原理理a）绕绕立立轴轴旋旋转转的的离离心心铸铸造造b）绕绕水水平平轴轴旋旋转转的的离离心心铸铸造造5．特特种种铸铸造造的的特特点点及及应应用用特种铸造特点应用熔模铸造铸件精度高，表面质量好，可铸造形状较为复杂的铸件和高熔点合金铸件；但生产工艺复杂，生产周期长，成本高用于以碳钢、合金钢为主的合金和耐热合金的复杂、精密铸件（铸件质量不大于10kg）的批量生产金属型铸造与砂型铸造相比，铸件精度高，力学性能好，生产率高，无粉尘；铸造非铁合金铸件有细化组织的作用，铸造灰铸铁件易出现白口；设备费用高用于非铁合金铸件的批量生产；铸件不宜过大，形状不宜过于复杂，铸件壁不能太薄压力铸造精度高、效率高的高压成型方法，可以铸造形状复杂的薄壁铸件；但压铸机昂贵，压铸型制造复杂、费用高用于锌合金、铝合金、镁合金、铜合金等有色金属合金的中、小型薄壁铸件的大批量生产离心铸造铸件组织细密，设备简单，成本低，生产率高；但内表层余量大，机械加工量大用于空心回转体铸件的单件或批量生产，并可进行双金属衬套、轴瓦的铸造1．消消失失模模铸铸造造消失失模